CN201509075U - 工频相序检测仪及继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工频相序检测仪及继电器，电路中对称的工频三相电源电路a相电路、b相电路和c相电路，Ua、Ub、Uc是其相应的检测端子，在b相电路中串联有电阻R_b和电容器C_b，在c相电路中串联有电阻R_c1和电阻R_c2，在b相电路中的电阻R_b与电容器Cb之间的M点作为在设备运行之前用来检测相序的一个检测输出端点，在b相电路中的电阻R_b与电容器C_b之间的N点作为在设备运行之前用来检测相序的另一个检测输出端点。利用电容移相原理，无测量数据误差；无源式结构，可靠性非常高，免维修；检测仪器的体积小，只需一个操作步骤就可完成检测；测量电压在20-600V的广范围；制作成本低；具有测量性能好、可靠性高、易用性强的优点。

Description

工频相序检测仪及继电器

【技术领域】

本实用新型属于电力工程检测仪器技术领域，涉及一种对低压(630V以下)的工频(50Hz)三相电源线路进行相序测量和监控，采用相序检测仪用于测量、采用相序信号灯用于现场在线显示、以及采用相序继电器用于电气控制的工频相序检测仪及继电器。

【背景技术】

在三相正弦波交流电路中，A、B、C三相电动势达到正的最大值之先后次序叫做相序，正确的相序是A-B-C，如果不知道相序而进行电源连接，有大多数的机会得到逆相序的(错相)的结果。在现代电网电能应用中，几乎所有的三相电磁装置设备，例如电动机、发电机、变压器、变流器等设备，都要求正确相序工作，如果错相运转会使设备工作失败甚至造成事故。故在在设备投运前必须预先检测电源相序的正确(简称核相)。但现有的相序检测技术实际操作却相当复杂，或者效果不理想。

目前市面上也有不少的相序检测装置，主要有转盘式(三相旋转电动机，代表型号YF-80)、数字逻辑IC运算式(代表型号9040)、可控硅相位触发导通式等。现有技术装置有如下的不足之处：(1)结构复杂，造成可靠性低，误差大，如数字运算式内含数百个元件，如转盘式内含马达等复杂的机电结构；(2)现有装置体积大，操作步骤繁杂，未能实现在线测量，例如转盘式仪器需要5个操作步骤，才能完成检测，数字运算式操作则更复杂，这在现场使用是相当不便的；(3)现有装置检测性能差，例如转盘式的测量电压范围小，在100-480V之内，插入损耗大，不能测量内阻稍高的电源。但数字运算式虽然可测50Hz以上的较高频率，但操作复杂而不可能现场使用；(4)现有装置制作成本高，例如转盘式售价在百元以上，数字运算式在2千元以上。

【实用新型内容】

为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型提供一种具有测量性能好、可靠性高、易用性强优点的工频相序检测仪及继电器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工频相序检测仪及继电器，电路中对称的工频三相电源电路a相电路、b相电路和c相电路，Ua、Ub、Uc是其相应的检测端子，在b相电路中串联有电阻R_b和电容器C_b，在c相电路中串联有电阻R_c1和电阻R_c2，在b相电路中的电阻R_b与电容器C_b之间的M点作为在设备运行之前用来检测相序的一个检测输出端点，在b相电路中的电阻R_b与电容器C_b之间的N点作为在设备运行之前用来检测相序的另一个检测输出端点。

在M点与N点之间串联有安装在配电装置上的相序信号灯电路，相序信号灯电路中的相序信号灯采用高亮度发光二极管LED。

所述相序信号灯电路通过光耦控制电路联接有继电器，该继电器内部装有工作电源，光耦控制电路与继电器内部电路相联，继电器所发出报警信号和控制信号与被保护装置的电路相联。

本实用新型的有益效果是：利用电容移相原理，简明正确，无测量数据误差；无源式结构，电源元件与检测元件功能合一，可靠性非常高，免维修；检测仪器的体积小，操作灵巧，只需一个操作步骤就可完成检测；测量电压在20-600V广的范围，插入损耗小，可以测量高内阻、低功率的电源，只测工频，能满足电力工程核相的需要；制作成本低，价格为传统产品的几分之一到数十分之一；具有测量性能好、可靠性高、易用性强的优点。

【附图说明】

图1是本实用新型的所述相序检测仪、相序信号灯电路的电路图；

图2是本实用新型的所述相序检测仪、相序信号灯电路及继电器装置的电路图；

图3是本实用新型的所述测量电路图；

图4是本实用新型的所述测量电路的矢量图形。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

参见图3，一种工频相序检测仪及继电器，电路中对称的工频三相电源电路a相电路、b相电路和c相电路，其频率为50Hz，Ua、Ub、Uc是其相应的检测端子，在b相电路中串联有电阻R_b和电容器C_b，在c相电路中串联有电阻R_c1和电阻R_c2，在b相电路中的电阻R_b与电容器C_b之间的M点作为在设备运行之前用来检测相序的一个检测输出端点，在b相电路中的电阻R_b与电容器C_b之间的N点作为在设备运行之前用来检测相序的另一个检测输出端点，相序的检测如图1所示，利用检测端点M点和检测端点N点在设备运行前来检测相序，用电设备就可以按已知的相序来进行正确的安装，相序检测仪又可称为核相器，电路形式为三相三线、无源式电路，检测电压范围是20-630V，操作方式为手持式，使用与电笔一样方便。

在M点与N点之间串联有安装在配电装置上的相序信号灯电路，相序信号灯电路中的相序信号灯采用高亮度发光二极管LED。实际使用时，在配电装置上安装相序信号灯，在配电设备安装时就确定了供电电源的正确相序，并且可以在配电盘上长期监控，以保持日后相序的正确，这种方式对一些错相运行会造成事故的设备，例如励磁、晶闸管整流装置、重要的电动机等等非常重要，电路形式为三相三线、无源式电路，检测电压范围有100V，230V，300V，630V多档，其安装方式是在配电设备上安装，在线检测，声光报警。

在上述相序信号灯电路通过光耦控制电路QPT联接有继电器，该继电器内部装有工作电源，光耦控制电路QPT与继电器内部电路相联，继电器所发出报警信号和控制信号与被保护装置的电路相联。相序检测的继电装置如图2所示，相序错误时光耦控制电路QPT输出信号，控制继电器内部电路，继电器发出报警信号和控制信号，在设备运行前能禁止供电，在设备运行中可以切断电源，并发出指令使其它相关的保护装置动作。

实际应用时，以上三个检测方式只需使用其中一个，即可实现相序检测的目的，可以根据不同要求的使用场合，选用其中之一的合适方式。

A、B、C是电压对称的工频三相电源，图中的测量电路是一个开口三角形，Ua、Ub、Uc是其检测端子，分别连接电源的A、B、C进行检测(正相序时)。适当选取容阻的数值，可令电路中的M、N点电位相等，即U_MN＝0，N，P处无电压输出。但当电源A、B、C逆相序时，或三相有缺相时，会有U_MN＞0，N，P处有输出电压驱动显示电路或光耦控制电路。

见图4，电路原理分析见下面的矢量图形：

测量电路为对称的三相电源，电压值Uac＝Uba，相位角相差

电容器C_b的电流超前U_BA相角

通过C_b的电流(即Uba臂的电流)I_AM＝I_C+I_RC，适当选择C_b和R_b的数值，使I_AM满足条件： $I_C/I_{\mathrm{AM}}=\cos \frac{\mathrm{\π}}{3}\·I_{\mathrm{AM}}$ 超前U_BA相位

电容器C_b上的电压UAM滞后于电流I_AM相角这样U_AM就与U_AC同相位，即U_AM与U_AC同在轴AC上。

在图1的电路中，选择R_C1＝R_C2，使 $U_{\mathrm{AN}}=\frac{1}{2}{U}_{\mathrm{AC}}$

同时通过计算选择C_b和R_b的值使 $U_{\mathrm{AM}}=\frac{1}{2}{U}_{\mathrm{BA}}=\frac{1}{2}{U}_{\mathrm{AC}}$

于是M、N点在轴AC上重合，U_MN＝0。这就说明在正相序时，输出回路无报警信号输出。

当Ua、Ub、Uc测量逆相序、或者A、B、C任何一相缺失时，按同样的分析方法，输出回路有报警电压输出，驱动显示电路或光耦控制电路。

显示元件采用高亮度发光二极管LED，微安级的电流就可获得清晰的报警亮度，这样使得检测的灵敏度很高，被测电压范围广(20-660V)。插入损耗少，对检测桥路的准确度影响也少至可以忽略。

Claims (3)

1.一种工频相序检测仪及继电器，电路中对称的工频三相电源电路a相电路、b相电路和c相电路，Ua、Ub、Uc是其相应的检测端子，其特征是：在b相电路中串联有电阻R_b和电容器C_b，在c相电路中串联有电阻R_c1和电阻R_c2，在b相电路中的电阻R_b与电容器C_b之间的M点作为在设备运行之前用来检测相序的一个检测输出端点，在b相电路中的电阻R_b与电容器C_b之间的N点作为在设备运行之前用来检测相序的另一个检测输出端点。

2.如权利要求1所述的工频相序检测仪及继电器，其特征是：在M点与N点之间串联有安装在配电装置上的相序信号灯电路，相序信号灯电路中的相序信号灯采用高亮度发光二极管LED。

3.如权利要求2所述的工频相序检测仪及继电器，其特征是：所述相序信号灯电路通过光耦控制电路联接有继电器，该继电器内部装有工作电源，光耦控制电路与继电器内部电路相联，继电器所发出报警信号和控制信号与被保护装置的电路相联。

Images